JP2016162643A

JP2016162643A - 導電部材

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Publication number: JP2016162643A
Application number: JP2015041585A
Authority: JP
Inventors: 松本　剛; Takeshi Matsumoto; 松本　　剛; 崇志後藤; Takashi Goto
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2015-03-03
Publication date: 2016-09-05

Abstract

【課題】
バスバー等の導電部材としての強度を確保しつつ、導電性が高く、構成レイアウトの自由度が高い導電部材を提供する。
【解決手段】
第一の金属部材と、該第一の金属部材と突合せ接合部を形成する第二の金属部材と、
前記第一の金属部材と前記第二の金属部材の前記突合せ接合部の面上に配置されたはんだ接合部と、を有し、前記第一の金属部材及び第二の金属部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、前記はんだ接合部は、前記第一の金属部材及び前記第二の金属部材を跨いで形成された環状の隆起部を備える導電部材を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子・電気部品の接続に用いるバスバーなどの導電部材に関する。

ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両に用いられるコンデンサ装置は、充放電を繰り返し行うことから、渦巻き状に捲回されたコンデンサ素子に電極を設け、この電極間を導電部材であるバスバーで接続し通電している。
従来、このような導電部材には高い導電性を確保するために、銅（純銅）又は、銅合金が用いられていた。

ところが近年、環境問題に配慮し、排出ガスの低減等を実現するため、自動車の軽量化が要求されている。特に、重量のある部材の軽量化の動きが加速しており、端子コネクターやバスバーなどの導電部材においては、銅・銅合金材の一部、又は全部をアルミニウム合金材に置き換えて軽量化を図る試みがなされている。
例えば特許文献１では、強度と導電性の高いバスバーを得るために、合金系の異なるアルミニウム合金材を摩擦攪拌接合により接合している。
又、特許文献２ではアルミニウム又はアルミニウム合金材と銅又は銅合金材とを、静水圧押出により超高圧下（１０００ＭＰａ程度）で金属的結合をさせ接合している。なおここで、金属的結合とは、結合しようとする金属部材間の接合面において、金属組織レベルで密着した結合界面を有する結合状態をいう。

特開２０１５−１５２１１号公報特開２０１１−２１０４８０号公報

特許文献１に記載されたバスバーでは、摩擦攪拌接合によりアルミニウム合金材同士を接合している。前記摩擦攪拌接合とは、回転するツールを被接合材に挿入し、回転時の摩擦熱で被接合材を半溶融状態で流動させて結合する方式である。
しかし、この摩擦攪拌接合では接合体としての強度は得られるものの、金属部材同士が金属的結合をしていないため、バスバー等の導電部材として用いるための十分な導電性が確保できないという問題がある。
一方、特許文献２に記載された方式では、静水圧押出により金属部材間の金属的結合が十分確保されるため、高い導電率を確保することができるが、プレス加工が可能なサイズや形状が限定されるため、導電部材を配置するスペースの自由度が制限される場合がある。

本発明は前記課題を解決したものであり、バスバー等の導電部材としての強度を確保しつつ、導電性が高く、構成レイアウトの自由度が高い導電部材を提供することを主の目的とする。

本発明は、第一の金属部材と、該第一の金属部材と突合せ接合部を形成する第二の金属部材と、前記第一の金属部材と前記第二の金属部材の前記突合せ接合部の面上に配置されたはんだ接合部と、を有し、前記第一の金属部材及び第二の金属部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、前記はんだ接合部が前記第一の金属部材及び前記第二の金属部材を跨いで形成された環状の隆起部を備える導電部材を提供する。
前記第一の金属部材と前記第二の金属部材との前記突合せ接合部が、高出力ビーム溶接又は摩擦攪拌接合により形成されていてもよい。
又、前記第一の金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、前記第二の金属部材は、銅又は銅合金であってもよい。
更に、前記第一の金属部材及び第二の金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金であってもよい。

本発明によれば、バスバー等の導電部材としての強度を確保しつつ、導電性が高く、構成レイアウトの自由度が高い導電部材を提供することができる。

本発明に係る第一の実施形態の導電部材を示す斜視図である。図１中のＡ−Ａ線断面図である。本発明に係る第二の実施形態の導電部材を示す斜視図である。図１に示す導電部材が備えるはんだ接合部の変形例を示す断面図である。本発明に係るはんだ接合部を形成するリモートレーザ装置の装置構成を示す概要図である。図５に示すリモートレーザ装置におけるレーザ走査線を示す模式図である。前記はんだ接合部の形成時における温度分布と当該はんだ接合部の形成状況の経時変化を示す模式図である。本発明の比較技術のはんだ接合部の形成時における温度分布と当該はんだ接合部の形成状況の経時変化を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１〜図３を用いて、本発明に係る第一の実施形態の導電部材及び第二の実施形態の導電部材について説明する。図１は、本発明に係る第一の実施形態の導電部材を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、本発明の第二の実施形態に係る導電部材を示す斜視図である。以下の説明において、第一の実施形態に係る導電部材と第二の実施形態に係る導電部材と間で共通する構成に関しては、第一の実施形態に係る導電部材が示された図１及び図２を用いて説明する。また、第二の実施形態に係る導電部材の説明において、第一の実施形態に係る導電部材と共通する構成については同一の符号を付し、その説明は割愛し、異なる構成については適宜説明を行う。

前記導電部材１は、平板状に形成された第一の金属部材２と、平板状に形成され、前記第一の金属部材２と接合される第二の金属部材３と、前記第一の金属部材２と第二の金属部材３と間で導電部として機能するはんだ接合部４と、を備える。

前記第一の金属部材２と第二の金属部材３は、互いに端面同士を突き合わせた状態で突き合わせ継ぎ手を構成する。この突き合わせ継ぎ手において、前記第二の金属部材３と対向する第一の金属部材２の突合せ面２１と、前記第一の金属部材２と対向する第二の金属部材３の突合せ面３１とが接合することにより、前記第一の金属部材２と第二の金属部材３との間に突合せ接合部５が形成される。

前記第一の金属部材２と第二の金属部材３の接合方法は、特に限定されず、公知の接合方法を採用することができ、例えば、レーザビーム溶接や電子ビーム溶接などといった高出力ビーム溶接や、摩擦攪拌接合（以下、「ＦＳＷ」ともいう）などが挙げられる。第一の実施形態に係る導電部材１では、前記第一の金属部材２と第二の金属部材３がレーザビーム溶接、具体的にはリモートレーザ装置を用いたリモート溶接によって互いに接合されている。一方、第二の実施形態に係る導電部材１００では、前記第一の金属部材２と第二の金属部材３が摩擦撹拌接合によって互いに接合されている。第二の実施形態に係る導電部材１００は、第一の金属部材２と第二の金属部材３の接合方法のみが第一の実施形態の導電部材１と異なる。

前記第一の金属部材２及び第二の金属部材３の素材は、特に限定されず、導電性を具備する素材であればよい。例えば、前記第一の金属部材２及び第二の金属部材３の素材としては、強度、成形性及び耐食性など、適用する導電部材の特性に応じて、アルミニウム（純アルミ）又はアルミニウム合金等を適宜組み合わせて用いることができる。ここで、アルミニウム（純アルミ）としては、例えばＪＩＳＡ１０００系などを使用することができ、その中でも、加工性が高いことから、ＪＩＳＡ１０５０が好ましい。また、アルミニウム合金としては、例えばＪＩＳＡ２０００系（Ａｌ−Ｃｕ系合金）、ＪＩＳＡ３０００系（Ａｌ−Ｍｎ系合金）、ＪＩＳＡ４０００系（Ａｌ−Ｓｉ系合金）、ＪＩＳＡ５０００系（Ａｌ−Ｍｇ系合金）、ＪＩＳＡ６０００系（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）、ＪＩＳＡ７０００系（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合金）などを使用することができ、その中でも、導電性に優れたＪＩＳＡ６１０１が好ましい。
また、前記第一の金属部材２及び第二の金属部材３の素材としては、銅又は銅合金を用いることができ、例えば、ＯＦＣ（Oxygen-Free Copper／無酸素銅）、タフピッチ銅、りん脱酸銅等の純銅の他に、ＫＦＣ（株式会社神戸製鋼所／登録商標）、Ｃｕ-Ｎｉ-Ｓｉ（コルソン合金）等を用いることができる。

更に、第一の金属部材２と第二の金属部材３の素材としては、表面処理がなされていない、所謂裸材でもよいし、Ｓｎめっき、亜鉛めっき等の電気めっき処理、亜鉛溶射などの表面処理を行った材料を使用してもよい。
又、この第一の実施形態に係る導電部材１では、第一の金属部材２と第二の金属部材３が平板状に形成されているが、その形状については特に限定されず、当該導電部材１が適用される使用環境を考慮し適宜変更することができる。また、前記アルミニウム又はアルミニウム合金材、銅又は銅合金材の形態は、板材の他に押出材や鋳物材などであってもよい。かかる場合、前記突合せ接合部５以外の部分に曲げ部などを適宜形成することができる。

本発明に係る第一の実施形態の導電部材１において、前記第一の金属部材２及び第二の金属部材３は、少なくとも一方がアルミニウム又はアルミニウム合金であることが好ましい。かかる場合、前記導電部材１の軽量化を図ることができる。
ここで、第一の実施形態に係る導電部材１において、前記第一の金属部材２又は第二の金属部材３の一方がアルミニウム又はアルミニウム合金で、他方が銅又は銅合金である場合は、第一の金属部材２と第二の金属部材３が高出力ビーム溶接により接合されているため、これら第一の金属部材２と第二の金属部材３との間に金属間化合物が形成されるおそれがある。このため、第一の実施形態に係る導電部材１では、前記金属間化合物の形成を抑止するため、前記高出力ビーム溶接に係るビームの中心をアルミニウム等からなる金属部材の方にオフセット（偏らせて）して溶接を行うことが好ましい。
一方で、第一の金属部材２と第二の金属部材３を摩擦撹拌接合により接合する第二の実施形態に係る導電部材１００の場合は、摩擦撹拌接合に用いるツールのピンが銅又は銅合金材に接触して高温となり、金属間化合物が発生しやすくなる。従って、前記ピンの位置はアルミニウム又はアルミニウム合金材側に配置して当該ピンと銅又は銅合金材とを直接接触させずに摩擦攪拌を行うことが好ましい。

このようにして突き合わせ接合された第一の金属部材２と第二の金属部材３の間には、前記突合せ接合部５が形成され、当該突合せ接合部５の面上には、前記はんだ接合部４が配置される。このはんだ接合部４は、前記突合せ接合部５に沿って等間隔に一つ又は二つ以上配置されている。尚、図１では、前記はんだ接合部４が第一の金属部材２及び第二の金属部材３に対して四つ配置され、図３でははんだ接合部４が三つ配置されているが、はんだ接合部４の数は特に限定されず、適宜所定の数を設ければよい。各はんだ接合部４は、はんだを溶解することにより形成され、環状に形成された隆起部４１と、当該隆起部４１の内周側に形成された薄肉部４２と、を備える。各はんだ接合部４は、第一の金属部材２と第二の金属部材３との間に形成された突合せ接合部５の面上に配置されていることから、前記隆起部４１は、前記第一の金属部材２及び前記第二の金属部材３を跨ぐようにして形成されている。また図２に示すように、前記隆起部４１は前記薄肉部４２よりも肉厚に形成されている。ここで、前記はんだ接合部４は、前記隆起部４１を備えている構成であれば良く、図４に示すように、前記隆起部４１の内周側、すなわちはんだ接合部４の中心部４２１が盛り上がり、前記隆起部４１よりも肉厚に形成されていても差し支えない。尚、前記はんだ接合部４の形成方法については後述する。

このはんだ接合部４の形成に使用されるはんだとしては、特に限定されず、ワイヤ状のはんだを“ぜんまい状”にまいたものや、板状（好ましくは円板状）のものを用いることができる。前記ワイヤ状のはんだを用いる場合には、フラックスが入ったフラックスコアードワイヤ（ＦＣＷ）を使用する形態や、第一の金属部材２及び第二の金属部材３の表面にフラックスを塗布した後にソリッドワイヤを配置する形態であってもよい。又、板状のはんだを用いる場合には、フラックスをサンドイッチ状に挟んだものを用いる形態や、第一の金属部材２及び第二の金属部材３の表面にソリッドの円板状ワイヤを置いた形態でもよい。また、はんだとしては、人体に有害であって自然環境に悪影響を与える鉛が含有されていないもの（いわゆる鉛フリーはんだ）を用いることもできる。

次に、図５及び図６を用いて、前記はんだ接合部４の形成方法について説明する。前記はんだ接合部４は、前記突合せ接合部５の面上に前記はんだを置き、高出力ビーム溶接を用いて、このはんだを溶解することで形成される。ここで、前記突合せ接合部５の面上に前記はんだを置く際、当該はんだが載置される第一の金属部材２及び第二の金属部材３の表面は研磨されていることが好ましい。これにより、前記はんだ接合部４を形成するにあたり、前記はんだの濡れ広がり性がより向上される。図５は、高出力ビーム溶接を行うリモートレーザ装置６００の構成例を示す。前記高出力ビーム溶接として、レーザビーム溶接や電子ビーム溶接などが挙げられるが、この第一の実施形態に係る導電部材１では、レーザビーム溶接の例を説明する。

図５に示すように、レーザビームＬは発振器６０１から光学ファイバ６０２を介して発せられる。このレーザビームＬは、拡大レンズ６０３及び集光レンズ６０４を介して、ミラー６０５で反射される。このミラー６０５の回転角度βの調整により、はんだ４０に対するレーザビームＬの照射位置を決定することができる。このリモートレーザ装置６００を用いることにより、ミラー６０５の回転角度を調整するだけで、レーザビームＬを所望の位置に容易に照射させることができる。
第一の実施形態に係る導電部材１では、ミラー６０５の回転角度を調節したり、集光レンズ６０４を移動して（矢印ｆ_Ｌの方向）光軸を調製したりすることで、図６に示すように、前記はんだ４０の外周に沿って円を描くようにレーザビームＬを照射してはんだ４０を溶融させる。このようにレーザビームＬを照射することにより、はんだ４０を良好に濡れ広げることができる。

前記リモートレーザ装置６００により発せられるレーザビームＬは、特に限定されないが、ＹＡＧレーザ、ＣＯ_２レーザ、ファイバ―レーザ、ディスクレーザ、半導体レーザ等とすることができる。また、当該レーザビームＬのビーム径は特に限定されず、前記はんだ４０を適切な範囲で濡れ広げることができれば前記はんだ４０の線径等に応じて適宜変更することができ、０．１〜０．６ｍｍの範囲であることが好ましい。また、レーザビームＬの出力は特に限定されず、やはり前記はんだ４０を適切な範囲で濡れ広げることができれば適宜変更してよく、レーザビームＬの質の劣化等の観点からすれば、２００〜１０００Ｗの範囲であることが好ましい。更に、レーザビームＬを前記はんだ４０の外周に沿って円形に照射する際の速度は、特に限定されず、前記はんだ４０を適切な範囲で濡れ広げることができれば適宜変更してよく、３〜５０ｍ/ｍｉｎの範囲が好ましい。

なお、前記拡大レンズ６０３及び／又は集光レンズ６０４によりレーザビームＬの焦点位置を調整することで、レーザビームＬをデフォーカスさせて照射することもできる。これにより、レーザ照射により付与する熱量を調整することができる。

次に、図７（ａ）〜（ｅ）及び図８（ａ）〜（ｅ）を用いて、はんだ接合部４の形成メカニズムを具体的に説明する。図７（ａ）〜（ｅ）は、はんだ接合時の温度分布とはんだの形成（液化・固化）状況を経時的に示した模式図であり、図８（ａ）〜（ｅ）は、本発明の比較技術のはんだ接合時の温度分布とはんだ形成状況の経時変化を示す模式図である。尚、図７及び図８において、紙面左側に配列された図面がはんだ接合時の温度分布を示すものであり、紙面右側に配列された図面がはんだ形成状況の経時変化を示すものである。

第一の実施形態に係る導電部材１では、図７（ａ）に示すように、はんだ４０の外周に沿ってレーザビームＬを照射する。このとき、前記はんだ４０において、レーザビームＬが直接照射されている部分（以下、レーザビーム照射部という）の温度がまず上昇する（図７（ａ）中の点描部分）。次に、図７（ｂ）に示すように、レーザビーム照射部の熱は熱伝導により、前記はんだ４０の外周部から当該はんだ４０の半径方向内側及び外側に向かって、徐々に第一の金属部材２及び第二の金属部材３の内部を伝播する（矢線方向）。その後、図７（ｃ）及び（ｄ）に示すように、前記はんだ４０の中心部に向かって熱が十分に伝わり、第一の金属部材２と第二の金属部材３が十分に暖められ、そして図７（ｅ）に示すようにレーザビームＬの照射を停止させる。

このようにしてレーザビームＬを照射することにより、まず液化したはんだ４０の外周部では、レーザビーム照射部の熱がはんだ４０の半径方向外側に向かって伝導して拡散していくため、当該はんだ４０の外周部が冷却され、もって当該外周部に環状に形成された前記隆起部４１が形成される。
一方、前記隆起部４１の半径方向内側では、当該隆起部４１により液化したはんだ４０がせき止められてプールが形成される。このとき、図７（ｄ）に示すように、第一の金属部材２と第二の金属部材３が熱伝導により十分に暖められており、第一の金属部材２と第二の金属部材３の表面のエネルギーを高くなっているため、はんだ４０の表面張力（はんだ４０が凝集しようとする力）に対抗し、はんだ４０が濡れずに１箇所に凝縮することを抑制することができる。その結果、前記隆起部４１の内周側に前記薄肉部４２が形成される。そして、レーザビームＬの照射終了により、はんだ全体が冷却され、前記隆起部４１を備えたはんだ接合部４が完成する。

これに対し、環状の前記隆起部を形成しないようにはんだを溶解した場合には、はんだが塗れ拡がらない。具体的に、図８（ａ）〜（ｅ）に示す比較技術を用いて説明する。尚、図８（ａ）〜（ｅ）に示された比較技術では、前記導電部材１と同様、第一の金属部材１０２及び第二の金属部材１０３の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金である。

この従来技術において、図８（ａ）に示すように、レーザビームＬをはんだ１４０の中心部分に照射し、当該はんだ１４０を加熱した場合、図８（ｂ）に示すようにレーザビーム照射部から放射状に熱が拡散する（矢線方向）。この際、レーザビームＬの照射に起因した熱により、第一の金属部材１０２及び第二の金属部材１０３が十分に暖められていれば、はんだ１４０が濡れ拡がる。しかし、第一の金属部材１０２及び第二の金属部材１０３の加熱が十分されていない状態では、はんだ１４０の液化が当該はんだ１４０の中心部から放射状に広がっていく。

その結果、第一の金属部材１０２と第二の金属部材１０３の表面のエネルギーが十分でなく、はんだ１４０の表面張力が優位に働き、図８（ｃ）及び（ｄ）に示すように、はんだ１４０が放射状に拡がらす、液化したはんだ１４０が次第に隆起しながら大きくなる。そして最終的には、図８（ｅ）に示すように、前記はんだ１４０は大きな球状の塊となる。
このような状態で固化したはんだ１４０は、極めて容易に第一の金属部材１０２及び第二の金属部材１０３上から脱落してしまうか、脱落しなくてもはんだと第１の金属部材１０２及び第二の金属部材１０３との導電面積が著しく小さくなり、導電部材として機能しない。

以上のように形成された本発明の第一の実施形態に係る導電部材１及び第二の実施形態に係る導電部材１００は、前記はんだ接合部４により導電機能を備えるものであり、具体的には、電子・電気部品の接続に用いるバスバー（ブスバー）であってもよい。

そして、本発明に係る第一の実施形態の導電部材１及び第二の実施形態の導電部材１００では、前記第一の金属部材２及び第二の金属部材３は、少なくとも一方がアルミニウム又はアルミニウム合金である。当該アルミニウム又はアルミニウム合金は酸素との化学的親和性が強いため、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属部材の表面に酸化被膜が形成されやすい。この酸化被膜により、前記はんだ接合部４の形成にあたり、前記はんだ４０が濡れ広がりにくく球状の塊となるおそれがある。

しかし、本発明に係る第一の実施形態に係る導電部材１及び第二の実施形態の導電部材１００では、前記はんだ接合部４が、環状に形成され、且つ、第一の金属部材２と第二の金属部材３を跨いで配置された環状の隆起部４１を備えている。このため、環状の隆起部４１の内周側において、前記酸化被膜により濡れ広がり難く球状の塊を形成しやすいはんだ４０を濡れ広げることができ、もって第一の金属部材２と第二の金属部材３の導通性を向上させることができる。

また、本発明に係る第一の実施形態に係る導電部材１及び第二の実施形態の導電部材１００によれば、第一の金属部材２及び第二の金属部材３の少なくとも一方がアルミニウム又はアルミニウム合金である。すなわち、前記導電部材１の一部又は全部がアルミニウムまたはアルミニウム合金であるため、導電部材１，１００の軽量化が図ることができる。

更に、本発明に係る第一の実施形態に係る導電部材１及び第二の実施形態の導電部材１００では、第一の金属部材２及び第二の金属部材３の少なくとも一方がアルミニウム又はアルミニウム合金であることから、合金系の異なるアルミニウム合金を使用することができ、導電部材１，１００の中でより強度が必要な場所に高強度のアルミニウム合金（ＪＩＳＡ５０００系合金）を配置し、導電性が必要な場所には導電性の高いアルミニウム合金（例えばＪＩＳＡ１０５０、ＪＩＳＡ６１０１など）を配置する等、導電部材の特性に応じた金属部材を適当な場所に配置でき、導電部材１，１００の構成レイアウトの自由度を高めることができる。

また、本発明に係る第一の実施形態に係る導電部材１及び第二の実施形態の導電部材１００では、第一の金属部材２と第二の金属部材３の突合せ接合部５が、入熱量の低い高出力ビーム溶接又は摩擦撹拌接合により形成されている。このため、導電部材１，１００の熱歪を抑えることができると共に、高い接合強度の導電部材１，１００を得ることができる。

以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

＜実施例１〜４＞
板厚が２ｍｍ、幅が３０ｍｍである、アルミニウム板（ＪＩＳＡ１０５０）、アルミニウム合金板（ＪＩＳＡ６１０１）、銅板（ＯＦＣ）を使用し、第一の金属部材と第二の金属部材からなる突き合わせ継ぎ手を形成した。そして、レーザビーム溶接又は摩擦攪拌接合を用いて、第一の金属部材の突合せ面と第二の金属部材の突合せ面を接合し、突合せ接合部を形成した。第一の金属部材と第二の金属部材の組み合わせは下記表１に示すとおりである。

更に、比較例を除いて、線径１．８ｍｍのはんだをゼンマイ状に巻き回したもの（最大外径６ｍｍ）を前記突合せ接合部の面上に、且つ、当該突合せ接合部に沿って９ｍｍの間隔（巻き回した、はんだ中心部のピッチ間隔）で四個配置した。
その後、リモートレーザ装置を用いて、巻き回されたはんだの外周に沿ってビーム径０．２ｍｍで出力４００Ｗ、１０ｍ/ｍｉｎの速度で半径３ｍｍの円を描くようにレーザビームを照射し、はんだ接合部を形成した。

＜比較例１〜３＞
比較例１として、第一の金属部材及び第二の金属部材がアルミニウム板（ＪＩＳＡ１０５０）であり、これら第一の金属部材及び第二の金属部材がレーザビーム溶接により接合され、且つ、はんだの中心部のみにレーザビームを照射したものを準備した。
比較例２として、第一の金属部材がアルミニウム板（ＪＩＳＡ１０５０）である一方、第二の金属部材が無酸素銅であり、これら第一の金属部材及び第二の金属部材がＦＳＷにより接合され、且つ、はんだの中心部のみにレーザビームを照射したものを準備した。
比較例３として、第一の金属部材及び第二の金属部材がアルミニウム板（ＪＩＳＡ１０５０）であり、これら第一の金属部材及び第二の金属部材がＦＳＷにより接合されたものであって、はんだ接合を行わなかったものを準備した。

このようにして形成された接合体に対し、電気伝導度（導電率）の試験、及び引張り試験を実施し、導電部材としての機能を評価した。
ここで、導電部材として実用的には５５％ＩＡＣＳ以上の導電率が必要であるため、この数値を基準に導電率を評価した。

＜引張り試験＞
表１に示すように、引張り試験を行った結果、実施例１〜４、比較例１〜３のいずれも溶接部でなく母材破断しており、継手強度は確保されていた。

＜電気伝導度（導電率）の試験＞
まず、比較例３のように、はんだ接合部を設けず、固相状態で接合を行うＦＳＷの接合部を含む導電部材では、第一金属部材と第二金属部材とが共に高い導電率を有するＪＩＳＡ１０５０（６１％ＩＡＣＳ）であっても、当該導電部材の導電率は３９％ＩＡＣＳと母材単体と比較して著しく低い値になる。
また、はんだ接合部に環状隆起部が形成されてない比較例１及び比較例２は、はんだ接合部が極めて脱落しやすい状態にあり、またはんだの濡れ広がり部が形成されないため、はんだ接合以外は同一の条件で構成されている実施例１及び実施例４の導電部材と比較して低い導電率にとどまっていた。

これに対して、突合せ接合部の面上に環状隆起部を備えるはんだ接合部を設けた実施例１〜４は、導電率が著しく向上し、母材に近い数値の導電率が得られた。すなわち、実施例１〜４に示すように、環状隆起部を備えたはんだ接合部を形成することにより大幅な導電率の向上を図ることができた。

本発明は、車載電池ユニット及びキャパシターの電気接続用バスバー等の導電部材として好適に利用することができる。

１、１００導電部材
２第一の金属部材
３第二の金属部材
４はんだ接合部
５突合せ接合部
４１隆起部

Claims

第一の金属部材と、該第一の金属部材と突合せ接合部を形成する第二の金属部材と、
前記第一の金属部材と前記第二の金属部材の前記突合せ接合部の面上に配置されたはんだ接合部と、
を有し、
前記第一の金属部材及び第二の金属部材の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記はんだ接合部は、前記第一の金属部材及び前記第二の金属部材を跨いで形成された環状の隆起部を備える、
導電部材。
前記第一の金属部材と前記第二の金属部材との前記突合せ接合部が、高出力ビーム溶接又は摩擦攪拌接合により形成されている請求項１に記載の導電部材。
前記第一の金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金であり、
前記第二の金属部材は、銅又は銅合金である請求項１又は２のいずれか一項に記載の導電部材。
前記第一の金属部材及び第二の金属部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金である請求項１又は２のいずれか一項に記載の導電部材。